Nghiên cứu sử dụng hợp lý cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
**************************

ĐỖ TẤN LONG

ĐỀ TÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HP LÝ CỌC VÁN
BÊ TÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC

CHUYÊN NGÀNH

: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

MÃ SỐ NGÀNH

: 60.58.40

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 11 naêm 2004


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học

: TS. Nguyễn Văn Đăng

Cán bộ chấm nhận xét 1

: TS. Trà Thanh Phương

Cán bộ chấm nhận xét 2

: TS. Châu Ngọc Ẩn

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ
Trường Đại Học Bách Khoa, ngày 29 tháng 12 năm 2005


ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
………………………………………………………..

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc
……………………….

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Đỗ Tấn Long

Phái: Nam

Ngày tháng năm sinh: 22-02-1975

Nơi Sinh: Lâm Đồng

Chuyên Ngành: Xây Dựng Công Trình Thủy

Mã Số: CTTH13.005

I/- TÊN ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HP LÝ CỌC VÁN BTCT DỰ ỨNG LỰC”
II/- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. NHIỆM VỤ:
“Nghiên cứu ổn định và biến dạng của hệ tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực
ở ven sông trong điều kiện đất yếu ở Đồng Bằng Sông Cửu Long”.
2. NỘI DUNG:
Chương 1: Giới thiệu
Chương 2: Tổng quan tình hình sử dụng cọc ván BTCTDƯL ở khu vực phía nam.
Chương 3: Nghiên cứu về đất ven sông ĐBSCL.
Chương 4: Nghiên cứu giải pháp tính toán
Chương 5: Tính toán cho công trình cụ thể
Chương 6: Kết luận và nhận xét
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

: 20/01/2004

IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ

: 06/11/2004

V. HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

: TS. NGUYỄN VĂN ĐĂNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH

TS. Nguyễn Văn Đăng

TS. Huỳnh Thanh Sơn

Nội dung và đề cương Luận Văn Thạc Só đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

Ngày
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

tháng

năm 2004

KHOA QUẢN LÝ NGAØNH


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc só này được hoàn thành là một sự cố gắng không những của
bản thân tác giả mà còn là của cả gia đình đã hết lòng động viên, khuyến khích
và tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến các thầy cô đã truyền đạt kiến
thức và hướng dẫn giúp đỡ hoàn thành luận văn.
Xin chân thành biết ơn TS. Nguyễn Văn Đăng, người hứơng dẫn khoa học
đã tận tình giúp đỡ, chỉ dẫn cặn kẽ trong thời gian làm luận văn.
Xin tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo và tập thể các thầy cô Phòng Đào Tạo
Sau Đại Học Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi

thuận lợi trong suốt khóa học cao học tại trường.
Xin chân thành biết ơn các thầy cô trong Bộ Môn Công Trình Thủy trường
đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, ban giám đốc Công ty Cổ Phần
Xây Dựng Tư Vấn Sài Gòn, các đồng nghiệp, bè bạn xa gần đã quan tâm, tận
tình giúp đỡ và tạo nhiều điều kiện cho tác giả trong việc thu thập tài liệu để
hoàn thành luận văn đúng hạn.
TP. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 11 năm 2005

Đỗ Tấn Long


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực là 1 dạng đặc biệt của tường chắn
đất, thường được sử dụng để bảo vệ các công trình ven sông kết hợp với việc
chống xói lở bờ sông .
Từ trước đến nay các công trình xây dựng, giao thông, cầu cảng, công trình
thủy lợi, công trình kè ….. vẫn thường sử dụng là cọc bê tông, cừ ván thép (cừ
Larsen) và tường chắn để gia cố và bảo vệ bờ nhưng các vật liệu trên ngày nay đã
bộc lộ những hạn chế như: khối lượng vật liệu lớn, thời gian thi công kéo dài ảnh
hưởng đến sinh hoạt và cuộc sống của nhân dân.
Đất nước ta ngày nay đang ở giai đoạn mở cửa, đã chế tạo và ứng dụng công
nghệ tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực của Nhật Bản vào các công trình
ven sông như Bà Rịa - Vũng Tàu, Rạch Giá, Hà Tiên của Kiên Giang, Bạc Liêu,
Đồng Nai, Nha Trang …. Trong tương lai, tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng
lực sẽ dần thay thế cho các công nghệ cọc bản bê tông cốt thép truyền thống đã
quá xưa cũ.
ĐBSCL và TP HCM phần lớn là đất yếu có nhiều sông ngòi chằng chịt và bị
xói lở thường xuyên nên việc nghiên cứu tính toán tường chắn đất ven sông mà cụ
thể là tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực được thi công bằng phương pháp
xói nước kết hợp ép rung là 1 đề tài thực tiễn và cần thiết.

Luận văn với đề tài :”Nghiên Cứu Sử Dụng Hợp Lý Cọc Ván Bê Tông Cốt
Thép Dự ng Lực” bao gồm có 6 chương, trong đó nghiện cứu bổ sung vào
phương pháp tính hiện nay phần xét đến ma sát âm, chiều cao đất đắp tối đa khi
có neo hoặt không có neo, vị trí neo hợp lý, phương pháp tính toán giải tích được
kiểm tra lại bằng chương trìng Plaxis và Slope. Phần nghiên cứu được minh họa
qua tính toán công trình cụ thể là “Bờ kè kênh Tham Lương Bến Cát – quận Bình
Tân - TP.Hồ Chí Minh.




MỤC LỤC
Chương1: Mở đầu.

Trang 1

I/. Đặt vấn đề.

1

II/. Giới thiệu cọc ván bê tông dự ứng lực trước.

3

III/. Các dạng cấu tạo tường cọc bản và vật liệu sử dụng.

4

Chương 2: Tổng quan tình hình sử dụng cọc ván BTCT dự ứng
lực ở khu vực phía nam.

16

Chương 3: Nghiên cứu về đất ven sông ĐBSCL.

23

I/. Khái quát về cấu tạo địa chất công trình ở ĐBSCL.

23

II/. Đất yếu ở ĐBSCL.

26

III/. Thống kê các đặt trưng cơ lý cơ bản của hố khoan điển hình
phục vụ tính toán.

30

Chương 4: Nghiên cứu giải pháp tính toán.

34

A/. Các nghiên cứu đã có.

34

I/. Tính áp lực đất tác dụng lên tường.

34

II/. Phương pháp tính toán kết cấu tường cọc bản.

43

III/.Tính ổn định tổng thể tường cọc bản & khối đất đắp sau lưng tường. 46
IV/. Một số vấn đề liên quan đến tường cọc bản.

49

B/. Một số kiến nghị và tính toán tường cọc bản

59

I/. Một số kiến nghị.

59

II/. Tính toán tường cọc bản.

59

III/. Các chuyển vị của tường cọc bản.

60

IV/. Tính toán chiều dài cọc ván và mô men.

64

V/. Tìm chiều cao đất đắp tối đa cho vùng đất yếu ở đồng bằng sông
Cửu Long khi sử dụng tường cọc ván BTCT dự ứng lực.

68

VI/. Tìm vị trí đặt neo hợp lý.

81

Chương 5: Tính toán cho công trình cụ thể.

82

Bước 1: Xác định chiều dài cọc.

82

Bước 2: Tính lún.

87

Bước 3: Kiểm tra kết quả tính toán.

88

Chương 6: kết luận và nhận xét

93

I/. Về tổng quan.

93

II/. Về cấu tạo.

93

III/. Về tính toán.

94


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

CHƯƠNG I

MỞ ĐẦU
I). ĐẶT VẤN ĐỀ:
Tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực là một dạng đặc biệt của tường
chắn đất, thường được sử dụng để bảo vệ các công trình ven sông kết hợp với
việc chống xói lở bờ sông .
Từ trước đến nay các công trình xây dựng, giao thông, cầu cảng, công trình
thủy lợi, công trình kè ….. vẫn thường sử dụng là cọc bê tông, cừ ván thép (cừ
larsen) và tường chắn để gia cố và bảo vệ bờ nhưng các vật liệu trên ngày nay
không còn đáp ứng được nhu cầu sử dụng vì khối lượng vật liệu lớn, thời gian thi
công kéo dài ảnh hưởng đến sinh hoạt và cuộc sống của nhân dân.
Đất nước ta ngày nay đang ở giai đoạn mở cửa, đã chế tạo và ứng dụng

công nghệ tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực của Nhật Bản vào các
công trình ven sông như Bà Rịa - Vũng Tàu, Rạch Giá, Hà Tiên của Kiên Giang,
Bạc Liêu, Đồng Nai, Nha Trang …. Trong tương lai, tường cọc ván bê tông cốt
thép dự ứng lực sẽ dần thay thế cho các công nghệ cọc bản bê tông cốt thép
truyền thống đã quá xưa cũ.
Nước ta có hệ thống sông ngòi chằng chịt và bị xói lở thường xuyên nên
việc nghiên cứu tính toán tường chắn đất ven sông mà cụ thể là tường cọc ván
bê tông cốt thép dự ứng lực được thi công bằng phương pháp xói nước kết hợp
ép rung là một đề tài thực tiễn và cần thiết.
Tường cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực là một hệ thống tường chủ yếu
chịu lực tác dụng theo phương ngang mà các tác giả đang nghiên cứu đề tài này
đều cố gắng đưa vào những dạng mô hình nền khác nhau để qua đó có thể diễn
tả được trạng thái làm việc của tường và đất gần sát với thực tế nhất, tìm kiếm
một giải pháp tính toán chiều dài của cọc cắm vào nền đất một cách đơn giản
nhất, hợp lý nhất trong một chuẩn mực và trong một phạm vi sai số có thể chấp
nhận được. Cách tính áp lực đất lên tường chắn hiện nay vẫn dựa trên phương
pháp cân bằng giới hạn của Mohr – Coulomb là chính, xem điểm xoay là điểm
biến đổi áp lực đất lên tường từ thế chủ động sang thế bị động, hay nói đơn giản
hơn là từ thế bị xô sang thế bị giữ và ngược lại, điểm xoay này có một bên chịu
áp lực chủ động và bên còn lại chịu áp lực bị động, đây là cơ sở lý luận đơn giản
và kết quả bài toán giải ra cũng tương đối chính xác nên được các nhà nghiên cứu

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 1


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

khoa học trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng chấp nhận. Thật ra trong
cách tính của Mohr - Coulomb vẫn còn nhiều vấn đề cần nghiên cứu thêm vì cách
tính này không thể hiện được yếu tố thời gian, trình tự thi công, ổn định và biến
dạng của hệ tường và đất, cũng như chưa hợp lý lắm trong cách tính đối với tường
không neo mà sự ổn định hoàn toàn dựa vào tự bản thân của tường. Việc tìm
điểm xoay chính xác khi giải bài toán thực tế cũng là một vấn đề vìø lúc xác định
được độ chôn sâu của cọc theo lý thuyết đến khi giải bài toán thực tế đã làm bài
toán biến đổi dạng tính toán với các độ chôn sâu khác hẳn.
Khi nghiên cứu tường cọc ván bê tông cốt thép, một số tác giả thường không
kể đến như:
+ Ảnh hưởng của ma sát âm đối với tường khi thi công xong.
+ Ứng suất của nền đất và độ ổn định của tường.
+ Các biện pháp thi công để tránh các hiện tượng trên.
+ Ảnh hưởng của tải trọng động biến đổi như tác động của sóng va, áp lực
thuỷ động do dòng chảy sản sinh ra…. đã ảnh hưởng lên công trình như thế nào?
Những vấn đề này ít có tài liệu đề cập đến và rất khó trong thể hiện cách
tính chiều dài hợp lý của hệ tường cọc ván bê tông dự ứng lực. Ta vẫn thường
chấp nhận bài toán tường cọc ván trên cơ sở lý luận cân bằng giới hạn dẻo mà
tường lại làm việc trong giai đoạn đàn hồi, lập luận này chưa vững chắc và còn
nhiều điều cần nghiên cứu thêm.
Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu cách tính toán và sử dụng hợp lý
tường cọc ván bê tông dự ứng lực áp dụng cho vùng đất yếu ở đồng bằng sông
Cửu Long gồm những nội dung sau:
(1) Những ảnh hưởng của áp lực đất lên tường cọc ván.
(2) Tính toán chiều dài tường cọc ván có kể đến ma sát âm.
(3) Tìm chiều cao đất đắp tối đa cho vùng đất yếu ở đồng bằng sông Cửu
Long khi sử dụng tường cọc ván bê tông dự ứng lực.
(4) Tính toán cho công trình cụ thể (Công trình Bờ kè kênh Tham Lương Bến Cát Rạch Nước Lên).

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 2


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

II). GIỚI THIỆU CỌC VÁN BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC TRƯỚC:
Khi xây dựng các công trình như bến cảng, đê, đập, kè bờ,..... người ta áp
dụng nhiều loại kết cấu như tường cừ gỗ, tường cừ thép, tường cừ BTCT, tường
cừ hỗn hợp,.... nhưng tính chịu lực và tuổi thọ của các loại kết cấu này thường
không cao vì gỗ chịu lực kém và bị mục. Thép thì hen rỉ và bị ăn mòn.
Để khắc phục những nhược điểm trên, tập đoàn PS Nhật Bản đã phát minh
ra loại cọc ván BTCT dự ứng lực. Loại cọc ván BTCT dự ứng lực trước này đã
được nghiên cứu, thử nghiệm nhiều năm qua ở Nhật Bản để khai thác và tận
dụng triệt để những tính năng ưu việt về kết cấu BTCT dự ứng lực, Kiểu dáng
hình học dạng sóng của mặt cắt tiết diện và nhiều tính năng mớ i của vật liệu kết
hợp các công cụ quản lý chất lượng, phương pháp sản xuất hiện đại đã mang lại
cho cọc ván BTCT dự ứng lực những ưu điểm sau:
Cường độ chịu lực cao: Tiết diện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực làm tă ng
độ cứng và khả năng chịu lực của cọc ván.
Chất lượng cao: Cọc ván được sản xuất bằng công nghệ tiên tiến nhất theo
tiêu chuẩn JIS A 5354 của Nhật và quản lý chất lượng tuyệt đối chặt chẻ. Không
bị oxy hoá và Clo hoá.
Tính ngăn nước và chống thấm: Joint chế tạo bằng vật liệu chống thấm với
vinyl chloride ngăn chặn hiện tượng thấm nước, cát chảy và rể cây.
Tính kinh tế cao: Cọc ván được sản xuất từ những vật liệu có cường độ cao,
khả năng chịu lực cao do đó giảm được trọng lượng của cọc ván.

Chuyên chở và thi công: Dễ dàng và chính xác.
Sản xuất: Có thể sản xuất nhiều chủng loại sản phẩm có quy cách khác
nhau đáp ứng theo nhiều dạng địa hình và địa chất khác nhau.
Tuổi thọ cao

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 3


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

III/. CÁC DẠNG CẤU TẠO TƯỜNG CỌC BẢN VÀ VẬT LIỆU SỬ DỤNG:
1.TƯỜNG CỌC BẢN THÉP:
a.Phạm vi sử dụng và ưu nhược điểm:
 Tường cọc bản thép được sử dụng phổ biến ở nhiều công trình, do có
nhiều ưu điểm:
- Sử dụng đa dạng cho nhiều dạng công trình khác nhau (cầu cảng, bảo vệ
bờ sông, mố trụ cầu, nhiều loại móng khác nhau), công trình lâu dài và công
trình tạm thời.
-Tính công nghiệp cao, trọng lượng nhẹ một cách tương đối so với vật liệu
bê tông.
-Khả năng chế tạo đa dạng với hình dạng, kích thước và nhất là mối nối
liên kết giữa các cọc.
-Có thể sử dụng được nhiều lần đối với công trình tạm hoặc phục vụ cho
công tác thi công.
 Tuy nhiên, tường cọc bản thép cũng có một số nhược điểm sau:
-Giá thành cao, do chưa sản xuất ở trong nước được.

-Đòi hỏi gia công cơ khí lớn.
-Hoàn toàn phụ thuộc vào công nghệ chế tạo thép.
-Tuổi thọ công trình phụ thuộc vào sự ăn mòn của thép cọc bản .
-Trong điều kiện Việt nam thì chỉ phù hợp với những công trình quy mô lớn
(như bến cảng nước sâu).
b. Cấu tạo:
 Cấu tạo tường cọc bản thép:
Tùy theo mục đích sử dụng mà tường cọc bản có cấu tạo khác nhau.
Trong luận văn này trình bày loại tường cọc bản thường sử dụng cho tường kè
bảo vệ bờ sông hoặc các công trình cầu cảng. Công trình bao gồm tường cọc bản
thép có neo hoặc không neo, hệ thống thanh neo và gối giữ neo.

GVHD : TS.Nguyễn Văn Ñaêng

Trang 4


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

Hình 1 – Cấu tạo hệ tường cọc bản thép có neo
 Các tiết diện cọc bản thép và các mối nối thông dụng:
- Tiết diện cọc bản thép rất đa dạng phù hợp với nhiều dạng chịu lực
khác nhau
- Dạng thẳng: thích hợp cho công trình dạng hình tròn.
- Dạng hình máng (dạng Larsen): khi kết hợp có thể tạo ra nhiều
dạng khác nhau để phù hợp nhiều công trình khác nhau.
- Dạng hình chữ Z

Hình 2 – Các loại cừ thép
a-Cừ phẳng; b- Cừ hình máng; c-Cừ chữ z;d. e-Cừ larsse; g,h I,k-Cừ kết hợp

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 5


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

2. TƯỜNG CỌC BẢN BÊ TÔNG CỐT THÉP (BTCT):
a. Phạm vi sử dụng và ưu nhược điểm :
-Tường cọc bản bằng BTCT cũng được sử dụng rất phổ biến. Tường cọc
bản chế tạo bằèng vật liệu BTCT hạn chế được một số nhược điểm của cừ thép.
Tuy nhiên do trọng lượng cừ khá lớn và tốn kém nhiều thép để chịu tải trong quá
trình vận chuyển và khi thi công hay bị nứt. Mối nối giữa các cọc bản BTCT
cũng rất khó khăn đảm bảo độ kín trong quá trình thi công .
Để giảm lượng cốt thép và khối lượng bê tông, người ta sử dụng tường
cọc bản bằng bê tông cốt thép ứng suất trước (BTCTƯST)
b. Cấu tạo tường cọc bản BTCT:

Hình 3 – Cấu tạo hệ tường một neo bằng trụ ống BTCT

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 6

Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

3/. CẤU TẠO TƯỜNG CỌC BẢN BT CỐT THÉP ỨNG SUẤT TRƯỚC:
A . CẤU TẠO:
1. Thành phần
Cấu tạo của cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước gồm 2 thành phần chủ
yếu là cốt thép và bê tông, tuỳ thuộc từng loại kết cấu cừ bản mà chủng loại và
vật tư có thay đổi.
Theo tiêu chuẩn JISA –5354 (1993) của Uỷ Ban TCCL Nhật Bản, yêu cầu
chất lượng của vật liệu chế tạo cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước như sau :
a. Bê tông:
-Xi măng

: xi măng Porlant đặc biệt cường độ cao

-Cốt liệu

: dùng tiêu chuẩn kích thước không lớn hơn 20mm.

-Phụ gia

: phụ gia tăng cường độ của betông thuộc nhóm G

-Nước

: nước sạch (không có axit, cát …)

b. Cốt thép :

-Thép chịu lực

: Cường độ cao thuộc nhóm SD40

-Thép tạo ứng suất trong bê tông : Các sợi cáp bằng thép loại SWPR –
7B đường kính 12.7mm - 15.2mm

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 7


Luận Văn Thạc Só

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

HVTH: Đỗ Tấn Long

Trang 8


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

Hình 4 – Cấu tạo Cọc bản BTCTUST

2. Kết cấu:
Để tăng khả năng chịu lực, kết cấu cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước
được cấu tạo gần dạng chữ C, góc nghiêng, chiều dày, chiều cao cừ thay đổi

theo yêu cầu từng loại cừ thiết kế- Riêng kích thước chiều rộng bản cừ không
thay đổi = 996mm.
-Kích thước cơ bản các loại cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trứớc như
sau:
+ Chiều rộng cừ bản: 996 mm
+ Chiều dày:

60-120 mm.

+ Chiều cao:

120-600 mm

+ Chiều dài:

3-21 m

Để giảm lực ma sát khi đóng cừ, đầu cừ được vát (như hình vẽ)

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 9


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

Hình 5 – Cọc bản BTCTUST thi công bằng phương pháp xói nước kết hợp búa rung
3. Liên kết cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước

Cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước được liên kết với nhau qua khớp
nối âm dương tạo thành một liên kết vững chắc. Để đảm bảo kín nước, giữa
khớp nối có cấu tạo vật liệu kín nước bằng nhựa tổng hợp độ bền cao (Elastic
vinyl Choloride)

Hình 6 Liên kết cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 10


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

B. TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT:
Thông số kỹ thuật cơ bản nhất của cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước
là cường độ bê tông [ Rb} và moment chống uốn cho phép của cừ [ Mc]. Tiêu
chuẩn JISA – 5354 (1993) quy định.
- Cường độ bê tông [ Rb]= 725 kg/cm2
- Moment chống uốn [ Mc] tuỳ thuộc từng loại kết cấu cừ

Loại cừ

W120

W180 W250

W300

W350

W400

W500

W600

[Mc](KN-m)

14.1

29.5

90.6

148.0

223.0

377.0

554.0

57.3

C. CÔNG NGHỆ THI CÔNG :
Do đặc điểm cấu tạo cừ bản bê tông cốt thép ứng suất trước có tiết dịên
mặt cắt nhỏ, dạng bản, trọng tâm không đối xứng, vì vậy quy trình côn g nghệ thi

công cần có các thiết bị chuyên dùng
1. Thiết bị :
- Hệ thống giá đỡ (đơn nguyên dài 10m) bằng thép chịu lực được lắp đặt
trước để định vị các thanh cừ bản tại vị trí tuyến công trình.
- Thiết bị nâng cừ bản là các cần cẩu chuyên dùng có tải trọng và chiều
cao phù hợp yêu cầu thiết kế làm nhiệm vụ vận chuyển và neo giữ cừ trong quá
trình thi công.
- Thiết bị búa rung: được gắn trực tiếp ở móc cần cẩu qua hệ thống điều
khiển (máy vi tính) sau đó nối với hệ thống máy phát.
- Hệ thống máy bơm thuỷ lực: máy bơm áp lực cao 150kg/cm2 nối với các
ống dẫn trong cừ bản làm xói trôi đất nền

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 11


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

Hình 7 – Phương pháp lắp đặt BTCTUST
2. Quy trình :
- Vật liệu cừ bản được vận chuyển đến vị trí bãi vật liệu quy định.
- Lắp đặt hệ thống giá đỡ để neo giữ và định vị tuyến tường cừ.
- Cừ bản qua hệ thống cần cẩu chuyên dụng được nâng chuyển đến vị trí
định sẵn trên giá đỡ
- Cân chỉnh cừ bản theo phương đứng và phương ngang theo yêu cầu thiết
kế.
- Hệ thống búa rung và máy bơm thuỷ lực qua thiết bị máy vi tính điều

khiển sự di chuyển của cừ theo phương đứng đến cao trình thiết kế.
- Lắp đặt hệ thống neo bằng thanh giằng thép không rỉ theo yêu cầu thiết
kế (nếu có).
Khi khoan thành tuyến cừ, thi công tường liên kết đầu cọc để liên kết chịu
lực hệ thống tường cừ.
3. Ứng dụng:
BTCTUST được sử dụng vào các hạng mục sau:

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 12


Luận Văn Thạc Só

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

HVTH: Đỗ Tấn Long

Trang 13


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

4. Các dạng neo chủ yếu dùng trong cọc bản neo:
Một số phương pháp và dạng neo phổ biến nhất dùng cho tường cọc bản
neo.
-Dạng tường neo hay hàng cọc neo: dùng thuận lợi khi không gian bị hạn

chế hay công trình khá tạm thời
-Dạng dầm neo có cọc xiên chống đỡ: dùng nơi có đất đắp nhằm tránh
tường cọc bản bị uốn.
-Dạng neo đất: gồm có thanh hay dây cáp chịu kéo được đặt trong vữa xi
măng phụt. Dùng hiệu quả khi không có đưỡng xuyên vào từ trên mặt đất.
-Dạng neo chết: đây là dạng neo phổ biến nhất, đó là một khối tường bê
tông không cốt thép hay một loạt các khối được đúc trong đất.

Hình 8 – Các loại neo dùng trong tường cọc bản neo
5. Giải pháp đề nghị về cấu tạo hệ tường cọc bản ven sông:
Sau khi nghiên cứu và tìm hiểu các dạng cấu tạo của công trình tường cọc
bản, tác giả đề nghị chọn tường cọc bản bê tông cốt thép ứng lực trước để xây
dựng nhằm bảo vệ các công trình ven sông trong điều kiện đất yếu và ngập lũ
của ĐBSCL vì :
Đáp ứng được các quy mô và nhu cầu sử dụng ở các tỉnh ĐBSCL.

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 14


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

Độ bền cao: Moment chống uốn lớn, cường độ bê tông đạt Rb= 725
kg/cm2 (gấp 2 đến 3 lần so với bê tông thường)
Sản xuất theo dây chuyền công nghệ nên kiểm soát và đảm bảo
chất lượng vật liệu đồng đều, giảm thiểu các khuyết tật.
Chống xâm thực tốt, đặc biệt trong môi trường nước mặn và chua

phèn.
Tiết kiệm vật liệu bê tông do kích thứơc mặt cắt nhỏ nhưng khả
năng chịu lực cao.
Rút ngắn thời gian thi công ở hiện trường 40 - 60% so với công
nghệ thi công từơng chắn đúc tại chỗ.
Tăng mỹ quan cho công trình xây dựng.
Góp phần giảm khai thác tài nguyên (cát, đá) bảo vệ môi trường.

Hình 9

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 15


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

CHƯƠNG II

TỔNG QUAN TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CỌC VÁN BTCT DỰ
ỨNG LỰC Ở KHU VỰC PHÍA NAM
Năm 1999, công trình nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ1 đã ứng dụng cọc ván
bê tông cốt thép dự ứng lực này lần đầu tiên tại Việc Nam vào hạng mục kênh
dẫn nước của nhà máy. Công ty Xây Dựng và Kinh Doanh Vật Tư trực tiếp
nhận được sự chuyển giao công nghệ thi công cọc ván bê tông cốt thép dự ứng
lực từ tập đoàn PS Nhật Bản.
Công ty Xây Dựng và Kinh Doanh Vật Tư đã từng bước đẩy mạnh ứng
dụng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực vào các công trinh thực tế tại Việt

Nam trong các lónh vực thủy lợi, giao thông như tường chắn đất, bờ kè sông
biển, ngăn mặn, lấn biển, chống sát lở, đê, đập, kênh, mương, . . . kết hợp cầu
đường.
Qua quá trình thi công, tìm hiểu, nghiên cứu về tính năng và kết cấu của
loại cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực. Công ty Xây Dựng và Kinh Doanh
Vật Tư đã đầu tư trang thiết bị để sản xuất các loại cọc ván bê tông cốt thép dự
ứng lực nhằm hạ thấp giá thành sản phẩm để phù hợp với điều kiện kinh tế tại
Việt Nam.
 Năm 2001 Việt Nam đã sản xuất được cọc ván bê tông cốt thép dự
ứng lực.

Thiết bị phục vụ đúc cọc

Thiết bị phục vụ đúc cọc

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Lắp đặt cốt thép

Lắp đặt cốt thép

Trang 16


Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

Phâ
n xưở

ng sả
xuấ
Phâ
n xưở
ngn sả
ntxuất

Phân xưởng sản xuất

Thành phẩm BTCTULT

Tia nước tạo áp lực

 Những công trình đã ứng dụng cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực
trong và ngoài nước:
+ Bờ kè Trung Tâm Thương Mại thị xã Hà Tiên khu vực bến Trần Hầu,
phường Bình San, thị xã Hà Tiên (Kiên Giang) vừa được xây xong chưa đầy
một tháng thì một đoạn kè dài hơn 30m đã sụp đổ và trôi ra biển, còn một đoạn
khác lại bị uốn cong.
(Báo Tuổi trẻ ngày thứ ba 18/03/2003)
Tøng dài 430m, kết cấu là cọc bê tông cốt thép dự ứng lực đóng thẳng
đứng, trên mũi cọc bản có đà mũ BTCT. Mặt trước có bố trí đệm tàu bằng vỏ
xe ô tô. Hàng cọc bản có bố trí rọ đá hộc để giảm áp lực ngang lên tường. Tải
trọng khai thác trên bến là 0.3 T/m2 .

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 17

Luận Văn Thạc Só

HVTH: Đỗ Tấn Long

+ Kênh dẫn nước vào nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ 1 với chiều dài trên
1000m, chiều rộng 45m, chiều sâu 8,7m (1999).

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

Trang 18


Luận Văn Thạc Só

GVHD : TS.Nguyễn Văn Đăng

HVTH: Đỗ Tấn Long

Trang 19